科普 | 正確理解細胞與衰老的關系，才能更好的抗衰老

要研究人為什么變老，我們首先要討論一下【衰老】指的是什么？ 圖片 我們對變老＂這個詞很熟悉一白頭發、皺紋、老花眼...那從生物角度來講，要明白生物的衰老，我們必然要從細胞的衰老講起。 細胞衰老，一般指的是隨著時間推移，細胞對壓力和其他細胞損傷的抵抗力逐漸下降，導致細胞功能逐漸喪失、活率下降。 眾所周知，細胞是構成生命體的基本單位，組成人體細胞的種類有230多種，共約有40萬～60萬億個細胞。 新生兒體內干細胞比例是萬分之一，70歲時滑落至百萬分之一，減少了一百倍，干細胞的減少加速了衰老與死亡進程，因此，移植和補充細胞，意味著不斷增加人體各種器官、組織的再造和修復所需的最基本的材料，長期保持生命的巨大活力。 細胞衰老的機制是什么？ 1）DNA損傷：我們身體的大部分細胞都有細胞核，而DNA就在細胞核內，但這些DNA有時會被損傷，損傷的原因可能是外源的（如電離輻射或化療藥物暴露），也可能由內源的活性氧自由基導致。 正常情況下，DNA在受損的時候會有一套修復的機制，但是有些損傷不可逆，或者沒有被修復好，就會一直存在，久而久之就導致細胞功能的喪失。 成人型早老癥(Werner syndrome)就是一個很典型的例子，患者的DNA受損，導致產生有缺陷的解旋酶。解旋酶在參與每一次DNA復制、轉錄、重組，因此對于細胞的復制和修復都至關重要。所以，可以想象，如果解旋酶受損，DNA受到的損傷就會迅速積累，這將導致DNA的提早衰老。 2）復制衰老：細胞分裂的能力下降，每一個細胞能夠分裂和被復制的次數都是有限的。這就意味著，在經過一定數量的分裂或復制后，這些細胞將不再繼續分裂（正常非惡性細胞在大約50次分裂后就會停止），它們將停滯在不分裂的終末狀態--這被稱為細胞衰老。 為什么會有這樣一個機制呢？ 在染色體的末端存在一小段DNA，稱之為【端粒】(Telomere)。端粒的作用是保護染色體，它們在DNA序列中把一條染色體與另一條染色體分開，如果沒有端粒，染色體的兩端就會融合，從而導致大規模的基因組不穩定。 每一次細胞分裂，DNA被復制的時候，端粒會被磨損一點，在經過一定次數的復制以后，端粒就會被磨損到一個臨界長度。如果沒有了端粒，染色體就不能很好地被保護，最后形成的就是破壞了的DNA。 為了防止這種情況的發生，在經過一定次數的分裂后，達到臨界長度的端粒會引起DNA損傷應答，使得細胞進入細胞周期中的停滯狀態。 這就是為什么所有健康的人體細胞的生命都是有限的——它們只能分裂有限次數。 需要注意的是，盡管我們在文章的一開始提到，要了解人體的衰老要先了解細胞的衰老，但對多細胞生物而言，細胞的衰老和死亡與機體的衰老和死亡是兩個不同的概念，機體的衰老并不等于所有細胞的衰老，但是細胞的衰老又是同機體的衰老緊密相關的。 細胞衰老的過程提供了一種通過分離受損細胞來維持組織平衡的防御機制。衰老細胞影響從癌癥到糖尿病和老化的許多生理和病理過程。相應地，了解衰老為何會導致這些疾病可能會促使治療一系列疾病的提前衰老療法和抗衰老療法的開發。 圖片 隨著我們對于人體衰老的逐步了解，已經在【如何減緩衰老】這一議題上有了越來越多的突破。而在研究過程中，有一個至關重要的認識上的轉變：研究衰老的重點不在于延續生命，而在于更健康的活更久。 心血管疾病、糖尿病、癌癥…老年人中各種疾病的發生非常多見。我們接受變老是自然的、不可避免的過程，但我們會一直反抗癌癥、疾病，而這些其實就是變老的癥狀一一細胞老化、機體老化的結果。 有了這一層認識后，科學家們正在逐步試圖從根本上解決這一問題。干細胞療法就是其中的一個嘗試方向。 干細胞是身體的原材料-所有其他具有特殊功能的細胞都是由它產生的。在身體或實驗室的適當條件下，干細胞會分裂形成更多的細胞，稱為種子細胞。 這些種子細胞要么成為新的干細胞（自我更新），要么成為具有更具體功能的專門細胞（分化)，如血細胞、腦細胞、心肌細胞或骨細胞。 干細胞可以被引導成為特定的細胞，可用于再生和修復人們患病或受損的組織，這就是為什么我們人體在一些受傷的情況下傷口自己會愈合。而同時，又因為干細胞具有極強的分化潛力，會對所處的環境會相應的形成不同的反應，科學家們寄希望于使用干細胞來培育新的組織進行治療，或用于移植和再生醫學。 可能受益于干細胞療法的疾病，包括脊髓損傷、1型糖尿病、帕金森病、肌萎縮側索硬化癥、阿爾茨海默氏病、心臟病、中風、燒傷、癌癥和骨關節炎患者。 干細胞療法通過觸發體內受損組織進行自我修復而發揮作用，這通常被稱為“再生＂療法。然而這一療法也依然面臨著許多問題，例如體外培養不當引發的并發癥、高昂的價格、個體差異導致治療結果參差不齊，等等。 干細胞能不停地自我更新，還能變化成一種或者許許多多特定類型的細胞。從干細胞能變化成人體內所有類型細胞的“本事”來看，它們確實有希望成為替換人體組織和器官的源源不絕的“倉庫”。 要想知道為什么干細胞能有這種“千變萬化”的本事，就要看看各種細胞之間的差別是什么。人體內有各式各樣的細胞，比如大腦中的神經細胞、肝臟中的肝細胞、心臟中的心肌細胞、血液中的白細胞等。它們不但功能各異，外表形狀也不同。如果“鉆”到細胞里面去“看一看”，就會發現在不同的細胞內，蛋白質的種類是不同的。由于所有的生命活動都是由蛋白質來具體“執行”的，每種細胞內的蛋白質類型不但能決定這種細胞的結構，也能決定它的功能。 如果把蛋白質比作一份電報，那么DNA就是決定電報內容的密電碼。既然不同的細胞內合成的蛋白質不同，那么，它們的DNA是不是也不同呢？答案也許出乎你的意料：所有不同類型的細胞里，DNA構成都一模一樣，也就是說每個細胞都攜帶著全套完整的“密電碼（遺傳密碼）”。既然每種細胞都具有所有類型蛋白質的遺傳密碼，為什么還會有這么多蛋白質種類不同的細胞呢？ 秘密就在于，沒有一種細胞能使用所有密碼，而是你使用這一部分密碼，我使用另一部分密碼。由于使用的密碼不同，合成出來的蛋白質就不一樣，含有這些蛋白質的細胞當然也就不一樣了。所以在理論上，如果能夠把兩種細胞使用的密碼對調，一種細胞就可以變為另一種細胞。與這些細胞相比，干細胞是一種處于“待命”狀態的細胞。它們可以根據需要，變化成為指定類型的細胞。由同種細胞變成兩種以上的細胞稱為分化，如受精卵變成肝細胞、心肌細胞等就是分化。

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